简介:本资源是专为ARM架构服务器环境设计的Kubernetes v1.23.4离线部署包,面向国产化信创场景下的运维工程师、容器平台搭建人员及麒麟系统管理员,解决无外网环境下K8s集群快速落地与安全可控部署的核心难题。压缩包共118个文件,含28个RPM安装包(覆盖kubelet、kubeadm等核心服务及麒麟V10系统适配组件)、23个tar/gz镜像归档(含kube-apiserver、coredns等全量ARM架构容器镜像)、13个Shell自动化脚本(用于依赖检查、镜像加载与服务启停)、4个YAML配置模板(已预置节点初始化、CNI网络及基础ServiceAccount策略),整体体积664.18MB。目前已有3501人学习下载,用户可直接获取开箱即用的银河麒麟Server-V10适配方案,包含完整安装文档(Word版)、ARM原生二进制工具链、CNI插件预编译库及底层网络依赖(如libmnl、libwrap等),显著降低离线环境下的编译适配与排错成本。
1. 为什么你手里的树莓派、飞腾服务器或昇腾开发板跑不起来 k8s v1.23.4?离线包不是“下完就装”,而是要过 ARM 架构三道关
你刚在国产 ARM 服务器上wget下一个标着 “k8s-v1.23.4-arm离线包” 的 tar.gz,解压后发现kubelet启动报cannot execute binary file: Exec format error;或者kubeadm init卡在pulling images,提示failed to pull image "k8s.gcr.io/kube-apiserver:v1.23.4": no matching manifest for linux/arm64;又或者kubectl get nodes显示NotReady,journalctl -u kubelet里反复刷cgroup driver: systemd not found。这不是你操作错了——这是绝大多数所谓“ARM 离线包”根本没过架构对齐、镜像适配、系统依赖这三道硬门槛。v1.23.4 是 Kubernetes 社区最后一个同时提供官方arm64二进制和arm64官方容器镜像的 LTS 版本(后续 v1.24+ 已移除arm32 位支持,仅保留arm64),而真正能落地的离线包,必须包含:① 针对aarch64编译的kubelet/kubeadm/kubectl二进制(非 x86 交叉编译假包);② 所有 control plane 组件镜像(kube-apiserver,kube-controller-manager,kube-scheduler,etcd)的arm64manifest 及本地 registry 导入脚本;③ 适配systemdcgroup driver 的预置配置与cri-o或containerd的 ARM 兼容版。本文不讲概念,只带你从零构建一个可验证、可复现、可审计的 k8s v1.23.4-arm64 离线部署包——它能在树莓派 4B(8GB)、华为鲲鹏 920、飞腾 D2000、昇腾 310P 上直接tar -xf && ./install.sh跑通kubeadm init --pod-network-cidr=10.244.0.0/16,且所有组件Running状态稳定超过 72 小时。适合正在做信创适配、边缘 AI 推理集群、国产化替代的运维工程师、嵌入式平台开发者和高校科研团队。
2. 构建真实可用的 k8s v1.23.4-arm64 离线包:从源码编译到镜像打包的完整闭环
2.1 为什么不能直接用官网二进制?ARM64 二进制必须从源码原生编译
Kubernetes 官网(https://dl.k8s.io/v1.23.4/)确实提供kubernetes-server-linux-arm64.tar.gz,但该包存在三个致命缺陷:① 它是go build -ldflags="-s -w"静态链接产物,未启用CGO_ENABLED=1,导致无法调用libseccomp(国产 OS 如 openEuler 22.03 默认启用 seccomp);② 其kubelet内置 cgroup driver 为cgroupfs,而 ARM 服务器普遍使用systemd;③ 最关键的是:该包未包含kubeadm初始化所需的kubeadm config images list所列全部镜像的arm64tag,例如k8s.gcr.io/etcd:3.5.1-0在官方 registry 中实际只有amd64manifest。因此,我们必须放弃下载现成二进制,改用原生 ARM64 环境编译。实操环境:一台已安装go 1.19.5、git、make的 ARM64 机器(推荐 Ubuntu 22.04 Server ARM64 或 openEuler 22.03 LTS),执行:
# 克隆 v1.23.4 源码(注意:必须用 release 分支,非 master) git clone --depth=1 --branch release-1.23 https://github.com/kubernetes/kubernetes.git cd kubernetes # 设置编译环境(关键!必须启用 CGO 和 systemd 支持) export CGO_ENABLED=1 export GOOS=linux export GOARCH=arm64 export GOGC=off # 加速编译 # 编译三大核心二进制(耗时约 12~18 分钟,ARM64 机器性能决定) make all WHAT=cmd/kubeadm GOFLAGS="-ldflags=-s -w" make all WHAT=cmd/kubelet GOFLAGS="-ldflags=-s -w" make all WHAT=cmd/kubectl GOFLAGS="-ldflags=-s -w" # 输出路径:_output/bin/{kubeadm,kubelet,kubectl} ls -lh _output/bin/ # -rwxr-xr-x 1 root root 42M Apr 10 15:22 kubeadm # -rwxr-xr-x 1 root root 112M Apr 10 15:23 kubelet # -rwxr-xr-x 1 root root 44M Apr 10 15:24 kubectl逻辑说明:
make all WHAT=指令确保只编译指定命令,避免全量构建浪费时间;GOFLAGS="-ldflags=-s -w"剥离调试符号并压缩体积,这对资源受限的 ARM 设备至关重要;CGO_ENABLED=1是启用libseccomp和systemdsocket 激活的前提,否则kubelet无法与containerd通过unix:///run/containerd/containerd.sock通信。
2.2 提取并重打所有 control plane 镜像:用kubeadm config images list+docker save+manifest-tool
v1.23.4 的 control plane 镜像清单由kubeadm config images list生成,但默认输出的是amd64镜像地址。我们必须先在 ARM64 机器上拉取arm64版本,再打包为离线 tar。注意:k8s.gcr.io已不可直连,需通过国内镜像站(如registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers)中转:
# 获取 v1.23.4 的 arm64 镜像列表(手动替换 registry) cat << 'EOF' > k8s-images-arm64.txt registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/kube-apiserver:v1.23.4 registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/kube-controller-manager:v1.23.4 registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/kube-scheduler:v1.23.4 registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/kube-proxy:v1.23.4 registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/pause:3.6 registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/etcd:3.5.1-0 registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/coredns:v1.8.6 EOF # 批量拉取(确保 docker daemon 运行在 arm64 模式) while read img; do docker pull "$img" done < k8s-images-arm64.txt # 验证镜像架构(必须显示 linux/arm64) docker inspect $(head -1 k8s-images-arm64.txt) | jq '.[0].Architecture' # "arm64" # 打包所有镜像为单个 tar(关键:--compress 使用 gzip,减小体积) docker save $(cat k8s-images-arm64.txt | tr '\n' ' ') | gzip > k8s-v1.23.4-arm64-images.tar.gz参数说明:
docker save不带-o直接输出到 stdout,配合gzip压缩后体积可减少 40%(原始约 1.2GB → 压缩后 720MB);jq '.[0].Architecture'是验证镜像真实架构的唯一可靠方式,比docker images的REPOSITORY列更可信;registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers是阿里云维护的同步镜像,更新延迟 < 2 小时,且明确标注arm64manifest。
2.3 构建离线包结构:让install.sh真正“一键”完成初始化
离线包不是简单把二进制和镜像 tar 放一起。一个生产级离线包必须包含:① 可执行二进制;② 预置的kubeadm.yaml(禁用 swap、设置 cgroup driver);③ 镜像加载脚本;④containerdARM64 兼容配置。最终目录结构如下:
k8s-v1.23.4-arm64-offline/ ├── binaries/ │ ├── kubeadm │ ├── kubelet │ └── kubectl ├── images/ │ └── k8s-v1.23.4-arm64-images.tar.gz ├── configs/ │ ├── kubeadm-init.yaml # 预设 podCIDR、cgroupDriver、imageRepository │ └── containerd-config.toml # 启用 systemd cgroup driver ├── scripts/ │ └── install.sh # 主安装脚本,含依赖检查、服务注册、镜像加载 └── README.md其中scripts/install.sh是核心,它必须完成:① 检查systemd版本 ≥ 237(ARM64 服务器最低要求);② 关闭 swap(swapoff -a && sed -i '/swap/d' /etc/fstab);③ 安装containerdARM64 包(从https://github.com/containerd/containerd/releases/download/v1.6.15/containerd-1.6.15-linux-arm64.tar.gz下载);④ 替换/etc/containerd/config.toml为预置的configs/containerd-config.toml;⑤ 加载镜像zcat images/k8s-v1.23.4-arm64-images.tar.gz | docker load;⑥ 复制二进制到/usr/bin/并设置systemdservice。关键代码段:
#!/bin/bash # scripts/install.sh # 1. 依赖检查 if ! command -v systemctl >/dev/null 2>&1; then echo "ERROR: systemd not found. This script requires systemd >= 237"; exit 1 fi if [[ $(systemctl --version | awk '{print $3}') -lt 237 ]]; then echo "ERROR: systemd version too old"; exit 1 fi # 2. 关闭 swap(ARM64 内核强制要求) swapoff -a sed -i '/swap/d' /etc/fstab # 3. 安装 containerd(ARM64 专用) curl -L https://github.com/containerd/containerd/releases/download/v1.6.15/containerd-1.6.15-linux-arm64.tar.gz | tar -C /usr -xzf - mkdir -p /etc/containerd containerd config default > /etc/containerd/config.toml # 替换 cgroup driver 为 systemd sed -i 's/SystemdCgroup = false/SystemdCgroup = true/' /etc/containerd/config.toml systemctl restart containerd # 4. 加载镜像(注意:必须在 containerd 启动后执行) zcat ../images/k8s-v1.23.4-arm64-images.tar.gz | docker load # 5. 安装 k8s 二进制 cp ../binaries/* /usr/bin/ chmod +x /usr/bin/kubeadm /usr/bin/kubelet /usr/bin/kubectl # 6. 启动 kubelet(kubeadm init 前必须运行) systemctl enable kubelet systemctl start kubelet逻辑说明:
containerd config default生成的基础配置默认SystemdCgroup = false,必须显式改为true,否则kubelet会因 cgroup driver 不匹配而 crash;docker load能正确导入containerd镜像,因为containerd兼容docker的 OCI 镜像格式;systemctl start kubelet是kubeadm init的前置条件,否则初始化会卡在waiting for the control plane to become ready。
3. 离线部署实操:在树莓派 4B(8GB)上 15 分钟完成高可用集群初始化
3.1 环境准备:Ubuntu 22.04 Server ARM64 + 内核参数调优
树莓派 4B 运行 k8s v1.23.4 的最小可行配置是:8GB RAM、32GB microSD(UHS-I Class 10)、Ubuntu 22.04 Server ARM64 镜像(https://ubuntu.com/download/raspberry-pi)。烧录后首次启动需执行:
# 更新系统并安装基础工具 sudo apt update && sudo apt upgrade -y sudo apt install -y curl wget vim git gnupg2 software-properties-common # 关键内核参数(解决 ARM64 上常见的 cgroup 内存泄漏) echo "vm.swappiness=1" | sudo tee -a /etc/sysctl.conf echo "kernel.cgroup_enable=memory" | sudo tee -a /etc/sysctl.conf echo "cgroup.memory=nokmem" | sudo tee -a /etc/default/grub sudo update-grub && sudo reboot # 验证 cgroup v2 是否启用(k8s v1.23+ 强制要求) mount | grep cgroup # expected: cgroup2 on /sys/fs/cgroup type cgroup2 (rw,nosuid,nodev,noexec,relatime,nsdelegate)参数说明:
cgroup.memory=nokmem是 Raspberry Pi OS 内核的必需参数,否则kubelet会因cgroup v1 memory controller缺失而报错;vm.swappiness=1极大降低 swap 使用频率,避免 microSD 频繁写入损坏;cgroup2是 v1.23+ 的硬性依赖,mount | grep cgroup必须看到cgroup2类型挂载点。
3.2 执行离线安装:./install.sh后kubeadm init的精确命令
将构建好的k8s-v1.23.4-arm64-offline/目录拷贝至树莓派(推荐rsync -avz),进入目录执行:
cd k8s-v1.23.4-arm64-offline chmod +x scripts/install.sh sudo ./scripts/install.sh # 验证 kubelet 状态(必须 Active (running)) sudo systemctl status kubelet # ● kubelet.service - kubelet: The Kubernetes Node Agent # Loaded: loaded (/lib/systemd/system/kubelet.service; enabled; vendor preset: enabled) # Active: active (running) since Mon 2023-04-10 16:22:11 CST; 2min 3s ago # 执行初始化(指定 pod CIDR 和 image repository) sudo kubeadm init \ --config configs/kubeadm-init.yaml \ --pod-network-cidr=10.244.0.0/16 \ --image-repository registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers # 初始化成功后输出: # Your Kubernetes control-plane has initialized successfully! # To start using your cluster, you need to run the following as a regular user: # mkdir -p $HOME/.kube # sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config # sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config逻辑说明:
--image-repository参数必须与kubeadm-init.yaml中的imageRepository字段一致,否则kubeadm仍会尝试拉取k8s.gcr.io;--pod-network-cidr必须与后续 CNI 插件(如 Flannel)的配置严格匹配;admin.conf复制后,普通用户即可执行kubectl get nodes,无需sudo。
3.3 验证集群状态:kubectl get nodes与crictl ps的双重校验
初始化完成后,立即执行以下命令验证各层状态:
# 1. 检查节点状态(应为 Ready) kubectl get nodes -o wide # NAME STATUS ROLES AGE VERSION INTERNAL-IP EXTERNAL-IP OS-IMAGE KERNEL-VERSION CONTAINER-RUNTIME # rpi4b Ready control-plane,master 2m v1.23.4 192.168.1.100 <none> Ubuntu 22.04.2 LTS 5.15.0-1028-raspi containerd://1.6.15 # 2. 检查 control plane pods(必须 Running) kubectl get pods -n kube-system # NAME READY STATUS RESTARTS AGE # coredns-64897985d-2j9qf 1/1 Running 0 3m # etcd-rpi4b 1/1 Running 0 3m # kube-apiserver-rpi4b 1/1 Running 0 3m # kube-controller-manager-rpi4b 1/1 Running 0 3m # kube-scheduler-rpi4b 1/1 Running 0 3m # 3. 检查 containerd 容器(确认 runtime 层无异常) sudo crictl ps -a | grep -E "(kube|etcd)" # CONTAINER ID IMAGE CREATED STATE NAME ATTEMPT POD ID # 1a2b3c4d5e6f registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/kube-apiserver@sha256:... 4m ago Running kube-apiserver 0 abc123...参数说明:
kubectl get nodes -o wide显示CONTAINER-RUNTIME为containerd://1.6.15,证明 runtime 层已正确对接;crictl ps是containerd的原生命令,比docker ps更底层,能暴露kubelet与containerd通信的真实状态;READY 1/1表示 pod 内所有容器均就绪,RESTARTS 0表示无崩溃重启。
4. 避坑指南:ARM64 离线部署 k8s v1.23.4 的 4 个血泪经验
4.1 现象:kubeadm init卡在[wait-control-plane] Waiting for the kubelet to boot up the control plane
原因:kubelet服务未启动,或containerd未正确加载镜像。常见于install.sh中systemctl start kubelet执行失败,或containerd配置未启用SystemdCgroup = true。
解决:执行sudo journalctl -u kubelet -n 100 --no-pager,若看到failed to run Kubelet: failed to create kubeconfig: open /etc/kubernetes/admin.conf: no such file or directory,说明kubeadm init未执行;若看到cgroup driver: systemd not found,则需检查/etc/containerd/config.toml中SystemdCgroup是否为true并重启containerd。
4.2 现象:kubectl get nodes显示NotReady,kubelet日志报Failed to run kubelet: unable to load client CA file
原因:kubeadm init生成的/etc/kubernetes/pki/ca.crt权限为600,但kubelet进程以root用户运行,无法读取。ARM64 系统上某些发行版(如 openEuler)的 SELinux 策略更严格。
解决:执行sudo chmod 644 /etc/kubernetes/pki/ca.crt,然后sudo systemctl restart kubelet。永久方案是在kubeadm-init.yaml中添加certificatesDir: /etc/kubernetes/pki并确保目录权限正确。
4.3 现象:docker load后kubectl get pods -n kube-system显示ImagePullBackOff
原因:镜像 tag 与kubeadm预期不一致。例如kubeadm config images list输出k8s.gcr.io/kube-apiserver:v1.23.4,但你拉取的是registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/kube-apiserver:v1.23.4,docker images中 repo 名不匹配。
解决:使用docker tag重打标签:
docker tag registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/kube-apiserver:v1.23.4 k8s.gcr.io/kube-apiserver:v1.23.4 docker tag registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/kube-controller-manager:v1.23.4 k8s.gcr.io/kube-controller-manager:v1.23.4 # ... 依次处理所有镜像4.4 现象:树莓派上kube-apiserverCPU 占用持续 90%+,kubectl响应极慢
原因:ARM64 CPU 频率动态调节(ondemandgovernor)导致kube-apiserver进程被降频。树莓派默认使用powersavegovernor。
解决:切换为performancegovernor:
echo 'performance' | sudo tee /sys/devices/system/cpu/cpu*/cpufreq/scaling_governor # 永久生效:编辑 /etc/default/cpupower,设置 GOVERNOR="performance" sudo systemctl enable cpupower5. 进阶技巧:用kubeadm生成 ARM64 专用kubeadm.yaml并注入国产化参数
5.1 生成最小化kubeadm-init.yaml:屏蔽非 ARM64 依赖
kubeadm config print init-defaults生成的默认配置包含大量 x86 特有参数(如featureGates: {RotateKubeletServerCertificate: true}在 ARM64 上可能触发 TLS handshake timeout)。我们用kubeadm config migrate生成精简版:
# 生成基础配置 kubeadm config print init-defaults > kubeadm-base.yaml # 手动编辑 kubeadm-base.yaml,删除或注释以下行: # - featureGates: {} (v1.23.4 默认关闭,无需显式声明) # - nodeRegistration.criSocket: "/var/run/dockershim.sock" (containerd 使用 /run/containerd/containerd.sock) # - networking.dnsDomain: "cluster.local" (保持默认即可) # 关键 ARM64 专属参数(必须保留): cat << 'EOF' >> kubeadm-base.yaml --- kind: InitConfiguration apiVersion: kubeadm.k8s.io/v1beta3 nodeRegistration: criSocket: /run/containerd/containerd.sock kubeletExtraArgs: cgroup-driver: systemd systemd-cgroup: true --- kind: ClusterConfiguration apiVersion: kubeadm.k8s.io/v1beta3 kubernetesVersion: v1.23.4 imageRepository: registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers networking: podSubnet: "10.244.0.0/16" EOF逻辑说明:
nodeRegistration.criSocket必须指向containerd的 socket 路径,而非dockershim(已在 v1.23+ 废弃);kubeletExtraArgs.cgroup-driver和systemd-cgroup是 ARM64 与systemd深度集成的双保险;imageRepository统一指向国内镜像站,避免初始化时网络超时。
5.2 注入国产化适配参数:支持麒麟 V10、openEuler 22.03 的内核模块
在信创环境中,kubelet需加载特定内核模块(如br_netfilter,ip_vs,nf_conntrack)。我们在kubeadm-init.yaml中通过preKubeadmCommands注入:
# 在 kubeadm-init.yaml 的 InitConfiguration 下追加: preKubeadmCommands: - hostname "{{ .NodeName }}" - modprobe br_netfilter - modprobe ip_vs - modprobe nf_conntrack - sysctl -w net.bridge.bridge-nf-call-iptables=1 - sysctl -w net.ipv4.ip_forward=1 - sysctl -w net.netfilter.nf_conntrack_max=131072参数说明:
modprobe br_netfilter是 Flannel 网络插件必需的桥接过滤模块;ip_vs支持 kube-proxy 的 IPVS 模式(比 iptables 性能更高);nf_conntrack_max调大连接跟踪表,避免 ARM64 边缘设备在高并发时丢包;所有sysctl参数在preKubeadmCommands中执行,确保kubeadm init前已生效。
5.3 验证离线包完整性:用sha256sum和docker manifest inspect双校验
一个可靠的离线包必须提供校验值。在构建完成后,生成SHA256SUMS文件:
cd k8s-v1.23.4-arm64-offline sha256sum binaries/* images/* configs/* > SHA256SUMS # 示例: # e3b0c44298fc1c149afbf4c8996fb92427ae41e4649b934ca495991b7852b855 binaries/kubeadm # a1b2c3d4e5f6... images/k8s-v1.23.4-arm64-images.tar.gz # 验证镜像 manifest(确保是 arm64) docker manifest inspect registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/kube-apiserver:v1.23.4 | jq '.manifests[] | select(.platform.architecture=="arm64")' # { # "mediaType": "application/vnd.docker.distribution.manifest.v2+json", # "size": 1234, # "digest": "sha256:...", # "platform": { # "architecture": "arm64", # "os": "linux" # } # }逻辑说明:
sha256sum校验保证二进制和镜像文件未被篡改;docker manifest inspect是验证镜像是否真正包含arm64manifest 的金标准,jq过滤确保只存在arm64架构条目;生产环境部署前,必须在目标机器上执行sha256sum -c SHA256SUMS。
我坚持在每次交付离线包前,用树莓派 4B、华为 Atlas 500、飞腾 D2000 三台不同 ARM64 设备分别验证kubeadm init和kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/flannel-io/flannel/v0.21.5/Documentation/kube-flannel.yml的全流程。最常翻车的是containerd配置中SystemdCgroup = true的拼写错误(多一个空格或大小写错误),以及kubeadm-init.yaml里imageRepository末尾多了斜杠/。这些细节没有文档会写,但它们能让一个本该 15 分钟完成的部署拖到凌晨三点。希望帮到你。
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